项目三交流电机的拆装与维修(任务4三相异步电动机的拖动)

1、项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修（一）三相异步电动机的机械特性（二）三相异步电动机的起动（三）三相异步电动机的调速（四）三相异步电动机的各种运行状态（四）三相异步电动机的各种运行状态任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动(Three -phase asynchronous motor electrical drive)项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修1.1.熟悉分析三相异步电动机的机械特性及各种熟悉分析三相异步电动机的机械特性及各种运行状态的基本方法；运行状态的基本方法；2.2.掌握三相异步电动机的起动、制动；掌握三相异步电动机

2、的起动、制动；3.3.了解三相交流电动机的调速方法。了解三相交流电动机的调速方法。重点：重点：机械特性、调速、起制动机械特性、调速、起制动(mechancal feature (mechancal feature 、 adjusting speed adjusting speed 、 braking) braking)。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修（一）三相异步电动机的机械特性(mechancal feature) mechancal feature) 三相异步电动机的机械特性是指在电动机定三相异步电动机的机械特

3、性是指在电动机定子电压、频率以及绕组参数一定的条件下，电动机子电压、频率以及绕组参数一定的条件下，电动机电磁转矩与转速或电磁转矩与转差率的关系，即电磁转矩与转速或电磁转矩与转差率的关系，即n n= =( (T T) )或或T T= =( (s s) )。 机械特性可用函数表示，也可用曲线表示，用机械特性可用函数表示，也可用曲线表示，用函数表示时，有三种表达式：物理表达式、参数表函数表示时，有三种表达式：物理表达式、参数表达式和实用表达式。达式和实用表达式。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修一、机械特性一、机械特性( (

4、mechancal feature)mechancal feature)物理表达式物理表达式 电磁转矩电磁转矩( magnetical torque)为：为：11112212221111112222(4.44)coscos2260coscos2emwmwmTmPmf N kIm E ITnfppm N kICI 任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修说明： 为异步机的转矩系数；为异步机的转矩系数； 为转子电流折算值；为转子电流折算值； 为转子功率因数。为转子功率因数。1112wTpm N kC 222222()EIrxs

5、222222cos()rsrxs任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 物理表达式它反映了不同转速时电磁转物理表达式它反映了不同转速时电磁转矩矩T T与主磁通与主磁通m m以及转子电流有功分量以及转子电流有功分量I I2 2coscos2 2之间的关系，此表达式一般用来之间的关系，此表达式一般用来定性分析在不同运行状态下的转矩大小和性定性分析在不同运行状态下的转矩大小和性质。质。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修二、参数(parameter)表达式

6、 由物理表达式、功率关系、简化等值电由物理表达式、功率关系、简化等值电路可推出参数表达式：路可推出参数表达式：2221 21212121112322emrrm IpUPssTfrfrxxps2任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 参数表达式说明，异步电动机的电磁转矩参数表达式说明，异步电动机的电磁转矩T T与定子每相电压与定子每相电压U U1 1平方成正比，若电源电压平方成正比，若电源电压波动大，会对转矩造成很大影响。波动大，会对转矩造成很大影响。 在电压、频率及绕组参数一定的条件在电压、频率及绕组参数一定的条件 下，电

7、磁转矩下，电磁转矩T T与转差率与转差率s s之间的关系可用曲之间的关系可用曲线表示，下面对机械特性曲线上的几个特殊线表示，下面对机械特性曲线上的几个特殊点进行分析。点进行分析。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修机械特性曲线任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修最大转矩Tm 最大转矩最大转矩T Tm m是是T T= =（s s）的极值点，对上式进行）的极值点，对上式进行求导，并令其导数为求导，并令其导数为0 0，求得临界转差率：，求得临界转差率：

8、最大转矩为：最大转矩为： 两式中两式中“+ +”为电动状态（特性在第为电动状态（特性在第象限）象限）；“- -”为制动状态（特性在第为制动状态（特性在第象限）。象限）。21221111234()mpUTfrrxx 222112()mrsrxx 任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修最大转矩近似表达式 通常情况下，通常情况下， 可忽略可忽略r r1 1，则有：，则有： 最大转矩与额定转矩的比值称为过载倍数，其值大小反最大转矩与额定转矩的比值称为过载倍数，其值大小反映电动机过载能力，用映电动机过载能力，用m m表示，即：表示，

9、即：一般异步电动机过载倍数一般异步电动机过载倍数m m=1.5=1.52.22.2。22112()rxx2122111234()mmrsxxpUTf xx mmNTT任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修起动转矩(torque)Tq 起动瞬间起动瞬间n n=0=0或或s s=1=1时，电动机相当于堵转，这一时时，电动机相当于堵转，这一时刻的电磁转矩称为起动转矩或堵转转矩，用刻的电磁转矩称为起动转矩或堵转转矩，用T Tq q表示，则表示，则有：有：起动转矩与额定转矩的比值称为起动转矩倍数或堵转转起动转矩与额定转矩的比值称为起

10、动转矩倍数或堵转转矩倍数，用矩倍数，用k kstst表示，则有：表示，则有： 一般普通异步电动机起动转矩倍数为一般普通异步电动机起动转矩倍数为0.80.80.20.2。212221121232stpU rTfrrxxststNTkTq任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修三、实用表达式三、实用表达式实用表达式：实用表达式：认为认为 ，一般异步电动机的一般异步电动机的 ，在任在任何何s值时都有：值时都有： ，而而 ， 可以忽略，简化得：可以忽略，简化得：21212221222122222122mmmmmmmrrsrrsrTr

11、sssTrrrsrsrssss12rr0.10.2ms 2()0mss2mmssss22ms 2mmmTTssss任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修临界转差率(percentage slip)临界转差率：临界转差率：当拖动额定负载时，当拖动额定负载时，T TL L= =T TN N，临界转差率为：，临界转差率为：额定转矩为：额定转矩为： 从产品目录查出该异步电动机的数据从产品目录查出该异步电动机的数据P PN N、n nN N、m m，应用实用公式就可方便得出机械特性表达式。，应用实用公式就可方便得出机械特性表达式。2

12、1NNmmmLLTTssTT21mNmmss2()9.55()( /min)NNNNP WTTN mnr任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修四、固有机械特性四、固有机械特性 异步电动机的固有机械异步电动机的固有机械特性是指特性是指U U1 1= =U U1N1N，1 1= =1N1N，定子三相绕组按规定方式连定子三相绕组按规定方式连接，定子和转子电路中不外接，定子和转子电路中不外接任何元件时测得的机械特接任何元件时测得的机械特性性n n = =（T T）或）或T T= =（s s）曲）曲线。线。 对于同一台异步电动机对于

13、同一台异步电动机有正转（曲线有正转（曲线1 1）和反转）和反转（曲线（曲线2 2）两条固有机械特）两条固有机械特性。性。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修说明特性上的各特殊点(1)(1)同步转速同步转速(synchronous speed)(synchronous speed)点点A A 同步转速点又称理想空载点，在该点处：同步转速点又称理想空载点，在该点处：s s=0=0，n n= =n n1 1，T T=0=0，E E2s2s=0=0，I I2 2=0=0，I I1 1= =I I0 0，电动机处于理想空，电动机处

14、于理想空载状态。载状态。(2)(2)额定运行额定运行(rated operation)(rated operation)点点B B 在该点处：在该点处：n n= =n nN N，T T= =T TN N，I I1 1= =I I1N1N，I I2 2= =I I2N2N，P P2 2= =P PN N，电动机处于额定运行状态。电动机处于额定运行状态。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修(3)(3)临界点临界点C C 在该点处：在该点处：s=sms=sm，T=TmT=Tm，对应的电磁转矩，对应的电磁转矩是电动机所能提供的最

15、大转矩。是电动机所能提供的最大转矩。TmTm是异步电动是异步电动机回馈制动状态所对应的最大转矩，若忽略机回馈制动状态所对应的最大转矩，若忽略r1r1的的影响时，有影响时，有T m=TmT m=Tm。(4)(4)起动点起动点D D 在该点处：在该点处：s=1s=1，n=0n=0，T=TstT=Tst，I=IstI=Ist。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修五、人为机械特性五、人为机械特性(mechanical feature)(mechanical feature) 异步电动机的人为机械特性是指人异步电动机的人为机械特性

16、是指人为改变电动机的电气参数而得到的机械为改变电动机的电气参数而得到的机械特性。特性。 由参数表达式可知，改变定子电压由参数表达式可知，改变定子电压U U1 1、定子频率、定子频率f f1 1、极对数、极对数p p、定子回路电、定子回路电阻阻r r1 1和电抗和电抗x x1 1、转子回路电阻、转子回路电阻r r2 2和电抗和电抗x x2 2，都可得到不同的人为机械特性。，都可得到不同的人为机械特性。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修1.降低定子电压的人为机械特性(mechanical feature) 在参数表达式中，

17、保持其它参数不变，在参数表达式中，保持其它参数不变，只改变定子电压只改变定子电压U U1 1的大小，可得改变定子电压的大小，可得改变定子电压的人为机械特性。的人为机械特性。 讨论电压在额定值以下范围调节的人为讨论电压在额定值以下范围调节的人为特性（为什么？）特性（为什么？）任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修T Tm mU U1 12 2；T TststU U1 12 2；n n1 1和和s sm m与电压无关与电压无关T TL L- -恒转矩负载特性、恒转矩负载特性、q任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖

18、动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修分析: 定子电压定子电压U U1 1下降后，电动机的起动转矩下降后，电动机的起动转矩和最大转矩都明显降低，临界转差率不变，对于和最大转矩都明显降低，临界转差率不变，对于恒转矩负载，如原先运行在恒转矩负载，如原先运行在A A点，电网电压由于点，电网电压由于某种原因降低，使负载运行至某种原因降低，使负载运行至B B点，电动机转速点，电动机转速n n下降，转差率下降，转差率s s增大，转子阻抗角增大，转子阻抗角 增大，则转子功率因数下降。增大，则转子功率因数下降。 222sxa rctgr任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动

19、项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修2.定子回路串入对称电阻的人为机械特性 当定子电当定子电阻阻r r1 1增大时，增大时，同步转速同步转速n n1 1不不变，但最大转变，但最大转矩矩T Tm m、临界转、临界转差率差率s sm m、起动、起动转矩转矩T Tstst都变小都变小定子回路串入对称电阻的定子回路串入对称电阻的接线图和人为机械特性接线图和人为机械特性qcc任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 如果定子回路串如果定子回路串入对称的电抗，同步入对称的电抗，同步转速转速n n1 1仍不变，但临仍

20、不变，但临界转矩界转矩T Tm m、临界转差、临界转差率率s sm m、起动转矩、起动转矩T Tstst也也都变小。两种接线可都变小。两种接线可实际应用于鼠笼式异实际应用于鼠笼式异步电动机的起动，以步电动机的起动，以限制起动电流。限制起动电流。定子回路串入对称电抗的定子回路串入对称电抗的接线图和人为机械特性接线图和人为机械特性qcc任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 绕线式异步电动机转子回路串入绕线式异步电动机转子回路串入 三相对称电阻的接线图和人为机械特性三相对称电阻的接线图和人为机械特性3.转子回路串入对称电阻的人

21、为机械特性转子回路串入对称电阻的人为机械特性cc1c2c3c4q任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 当转子外串电阻增大时，同步转速当转子外串电阻增大时，同步转速n n1 1和最大转矩和最大转矩T Tm m不变，但临界转差率不变，但临界转差率s sm m变大，起动转矩变大，起动转矩T Tq q开始随转子开始随转子外串电阻增大而增大，直至外串电阻增大而增大，直至T Tq q= =T Tm m 。 当转子外串电阻再增大时，起动转矩当转子外串电阻再增大时，起动转矩T Tq q反而减反而减小。小。 转子串入对称三相电阻的方法应用

22、于绕线式转子串入对称三相电阻的方法应用于绕线式异步电动机的起动和调速。异步电动机的起动和调速。问题：转子的外串电阻为多大时，启动转矩最大问题：转子的外串电阻为多大时，启动转矩最大? ?任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修实操实操 三相绕线转子异步电动机的机械特性三相绕线转子异步电动机的机械特性实操设备：实操设备：DJ17三相绕线式异步电动机DJ23校正直流测功机MEC21直流数字电压、毫安、安培表MEC22真有效值交流电流表MEC23真有效值交流电压表MEC24智能型单三相功率、功率因数表MEC25智能型转矩、转速、输出

23、功率测试仪MEC31直流电枢电源及开关组件MEC41可调电阻器（一）MEC42可调电阻器（二）MEC44波形测试板及专用电阻任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动三相绕线式异步电动机的接线三相绕线式异步电动机的接线:ABC项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动1 1、测取、测取R Rstst=0=0时三相绕线式异步电动机的机械特性（固有机械特性）时三相绕线式异步电动机的机械特性（固有机械特性）实操内容：实操内容：（1 1）将绕线异步电动机转子专用电阻打到）将绕线异步电动机转子专用电阻打到“00”档，即绕线电机

24、的转子串档，即绕线电机的转子串电阻电阻R Rstst=0=0。（2 2）将直流测功机）将直流测功机MGMG的磁场调节电阻的磁场调节电阻R Rf2f2调至阻值最大位置，负载电阻调至阻值最大位置，负载电阻R R2 2调调至阻值最大位置，断开开关至阻值最大位置，断开开关S S，励磁电源处于关断状态。按，励磁电源处于关断状态。按“三相异步电动机三相异步电动机的启动步骤的启动步骤”启动电机。启动电机。（3 3）开启控制屏的励磁电源，调节校正直流测功机）开启控制屏的励磁电源，调节校正直流测功机M M磁场调节电阻磁场调节电阻R Rf2f2，使励，使励磁电流磁电流I If2f2为校正值为校正值100 mA10

25、0 mA（用（用A2A2表观察），并在此整个试验过程中保持此校表观察），并在此整个试验过程中保持此校正值正值100mA100mA不变。不变。（4 4）合上负载开关）合上负载开关S S，调节校正直流测功机，调节校正直流测功机MGMG的负载电阻的负载电阻R R2 2（减小（减小R R2 2的阻值，的阻值，当负载电流当负载电流IFIF大于大于0.4 A0.4 A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接），使电动机短接），使电动机M M的输出功率达到额定值，即的输出功率达到额定值，即P P2 2=P=PN N=120W=120W（用（用MEC25

26、MEC25表观察），表观察），保持电动机保持电动机M M在额定输出功率下运行数分钟再进行试验。在额定输出功率下运行数分钟再进行试验。（5 5）保持）保持U U1 1U UN N=220V=220V、I If2f2为校正值为校正值100mA100mA不变的条件下，逐次减小电动机不变的条件下，逐次减小电动机M M的的负载（操作方法：增大负载（操作方法：增大R R2 2阻值即减小测功机负载电流阻值即减小测功机负载电流IFIF，先增大其并联部分阻，先增大其并联部分阻值，当并联部分的阻值增到最大后，将串联部分短接导线拆除，再增大串联部值，当并联部分的阻值增到最大后，将串联部分短接导线拆除，再增大串联部分

27、的阻值，当分的阻值，当R R2 2增到最大后断开开关增到最大后断开开关S S）。）。（6 6）在这一过程中测取电动机）在这一过程中测取电动机M M的输入电流的输入电流IAIA、IBIB、ICIC、输出转矩、输出转矩T T2 2、输出转、输出转速速n n、输入功率、输入功率P P1 1、输出功率、输出功率P P2 2和校正直流测功机和校正直流测功机MGMG的负载电流的负载电流I IF F。共取数据。共取数据7-97-9组，记录于表组，记录于表3-83-8中，其中额定功率附近多测几点。中，其中额定功率附近多测几点。项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机

28、的拖动三相异步电动机的拖动2 2、测取、测取R Rstst=5=5时三相绕线式异步电动机的人为机械特性时三相绕线式异步电动机的人为机械特性（1 1）将绕线异步电动机转子专用电阻打到）将绕线异步电动机转子专用电阻打到“55”档，即绕线电机的转子串电阻档，即绕线电机的转子串电阻R Rstst=5=5。负载电阻。负载电阻R R2 2调至阻值最大位置，断开开关调至阻值最大位置，断开开关S S，励磁电源处于关断状态。按，励磁电源处于关断状态。按“三相异步三相异步电动机的启动步骤电动机的启动步骤”启动电机。启动电机。（2 2）开启控制屏的励磁电源，调节校正直流测功机）开启控制屏的励磁电源，调节校正直流测功

29、机M M磁场调节电阻磁场调节电阻R Rf2f2，使励磁电流，使励磁电流I If2f2为校正值为校正值100 mA100 mA（用（用A2A2表观察），并在此整个试验过程中保持此校正值表观察），并在此整个试验过程中保持此校正值100mA100mA不变。不变。（3 3）合上负载开关）合上负载开关S S，调节校正直流测功机，调节校正直流测功机MGMG的负载电阻的负载电阻R R2 2（减小（减小R R2 2的阻值，当负载的阻值，当负载电流电流IFIF大于大于0.4 A0.4 A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接），使电动时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接），使电动机机M

30、 M的输出转矩的输出转矩T T2 2=T=TN N0.83N0.83N m m，（用，（用MEC25MEC25表观察）。表观察）。（4 4）保持）保持U U1 1U UN N=220V=220V、I If2f2为校正值为校正值100mA100mA不变的条件下，逐次减小电动机不变的条件下，逐次减小电动机M M的负载的负载（操作方法：增大（操作方法：增大R R2 2阻值即减小测功机负载电流阻值即减小测功机负载电流IFIF，先增大其并联部分阻值，当并联，先增大其并联部分阻值，当并联部分的阻值增到最大后，将串联部分短接导线拆除，再增大串联部分的阻值，当部分的阻值增到最大后，将串联部分短接导线拆除，再增

31、大串联部分的阻值，当R R2 2增增到最大后断开开关到最大后断开开关S S）。）。（5 5）在这一过程中测取电动机）在这一过程中测取电动机M M的输入电流的输入电流IAIA、IBIB、ICIC、输出转矩、输出转矩T T2 2、输出转速、输出转速n n、输、输入功率入功率P P1 1、输出功率、输出功率P P2 2和校正直流测功机和校正直流测功机MGMG的负载电流的负载电流I IF F。共取数据。共取数据7-97-9组，记录于表组，记录于表3 3-9-9中，其中额定功率附近多测几点。中，其中额定功率附近多测几点。项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机

32、的拖动三相异步电动机的拖动3 3、测取降低电压时三相绕线式异步电动机的人为机械特性、测取降低电压时三相绕线式异步电动机的人为机械特性（1 1）将绕线异步电动机转子专用电阻打到）将绕线异步电动机转子专用电阻打到“00”档，即绕线电机的转子串电档，即绕线电机的转子串电阻阻R Rstst=0=0。负载电阻。负载电阻R R2 2调至阻值最大位置，断开开关调至阻值最大位置，断开开关S S，励磁电源处于关断状态。，励磁电源处于关断状态。按按“三相异步电动机的启动步骤三相异步电动机的启动步骤”启动电机，将三相交流输出电压启动电机，将三相交流输出电压U U1 1=80=80U UN N180V180V（用（用

33、V1V1、V2V2、V3V3任意一只表作为参考观察）。任意一只表作为参考观察）。（2 2）开启控制屏的励磁电源，调节校正直流测功机）开启控制屏的励磁电源，调节校正直流测功机M M磁场调节电阻磁场调节电阻R Rf2f2，使励，使励磁电流磁电流I If2f2为校正值为校正值100 mA100 mA（用（用A2A2表观察），并在此整个试验过程中保持此校表观察），并在此整个试验过程中保持此校正值正值100mA100mA不变。不变。（3 3）合上负载开关）合上负载开关S S，调节校正直流测功机，调节校正直流测功机MGMG的负载电阻的负载电阻R R2 2（减小（减小R R2 2的阻值，的阻值，当负载电流当

34、负载电流IFIF大于大于0.4 A0.4 A时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线时用并联部分，而将串联部分阻值调到最小并用导线短接），使电动机短接），使电动机M M的输出转功率的输出转功率P P2 290W90W，（用，（用MEC25MEC25表观察）。表观察）。（4 4）保持）保持U U1 1=180V=180V、I If2f2为校正值为校正值100mA100mA不变的条件下，逐次减小电动机不变的条件下，逐次减小电动机M M的负的负载（操作方法：增大载（操作方法：增大R R2 2阻值即减小测功机负载电流阻值即减小测功机负载电流IFIF，先增大其并联部分阻，先增大其并联部分阻值，当并

35、联部分的阻值增到最大后，将串联部分短接导线拆除，再增大串联值，当并联部分的阻值增到最大后，将串联部分短接导线拆除，再增大串联部分的阻值，当部分的阻值，当R R2 2增到最大后断开开关增到最大后断开开关S S）。）。（5 5）在这一过程中测取电动机）在这一过程中测取电动机M M的输入电流的输入电流IAIA、IBIB、ICIC、输出转矩、输出转矩T T2 2、输出、输出转速转速n n、输入功率、输入功率P P1 1、输出功率、输出功率P P2 2和校正直流测功机和校正直流测功机MGMG的负载电流的负载电流I IF F。共取数据。共取数据7-97-9组，记录于表组，记录于表3-103-10中，其中额

36、定功率附近多测几点。中，其中额定功率附近多测几点。项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修（二）三相笼型（二）三相笼型(three squirrel cage (three squirrel cage motor)motor)电动机的起动电动机的起动起动：起动： n = 0，s =1, 接通电源。接通电源。 电动机从接通电源到开始转动，转速逐渐增高，一电动机从接通电源到开始转动，转速逐渐增高，一直到达稳定转速为止，这一过程称为起动过程。起动直到达稳定转速为止，这一过程称为起动过程。起动过程的时间虽然只有几秒至几十秒但对电网电压及电过程的时间虽然只有几秒至几十秒但对电网电压及电

37、动机的转矩影响很大。动机的转矩影响很大。 异步电动机的起动性能包括：异步电动机的起动性能包括：起动电流、起动转矩、起动电流、起动转矩、起动时间、起动的可靠性。起动时间、起动的可靠性。其中最重要的是起动电和其中最重要的是起动电和起动转矩。起动转矩。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修要求电动机起动时满足（1 1）能产生足够大的起动转矩）能产生足够大的起动转矩T Tstst，使电动机很快，使电动机很快地转动起来。地转动起来。（2 2）起动电流）起动电流I Istst不要太大，避免起动时大电流在电不要太大，避免起动时大电流在电

38、网上产生较大的压降而影响接在电网上的其它电气设网上产生较大的压降而影响接在电网上的其它电气设备和电动机的正常运行。备和电动机的正常运行。（3 3） 启动设备要求简单，价格低廉，便于操作及维护启动设备要求简单，价格低廉，便于操作及维护。qq任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修一般普通鼠笼一般普通鼠笼( (cage)cage)式式异步电动机，异步电动机， 所以要研究异步机的起动所以要研究异步机的起动特性和异步机的各种起动特性和异步机的各种起动方法。方法。NstI74IststTT3 . 19 . 0nn10 I0TstIst

39、1T,I1n=f(I1)n=f(T) 三相异步电动机直接起动时三相异步电动机直接起动时的机械特性和电流特性的机械特性和电流特性qqq任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动q项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 起动电流大，在电网的变压器容量与异步电动机起动电流大，在电网的变压器容量与异步电动机起动容量相比不足够大时，直接起动会使变压器输出起动容量相比不足够大时，直接起动会使变压器输出电压下降，当电压降电压下降，当电压降U U10%10%时，将使接在变压器上的时，将使接在变压器上的其他电器及电动机正常工作受影响。直接起动的起动其他电器及电动机正常工作受影响。直

40、接起动的起动转矩并不大，而起动时必须满足转矩并不大，而起动时必须满足T Tstst1.11.1T TL L条件电动机条件电动机才能起动起来，在空载情况下可以满足上述要求，而才能起动起来，在空载情况下可以满足上述要求，而当重载起动时可能满足不了上述要求。当重载起动时可能满足不了上述要求。q任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 异步电动机起动应考虑：异步电动机起动应考虑：限制起动电流；限制起动电流；足够的起动转矩，满足足够的起动转矩，满足T Tstst1.11.1T TL L条件；条件；起动的经济性，包括设备简单、操作方便和

41、起动的经济性，包括设备简单、操作方便和低起动损耗。低起动损耗。q任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修一、鼠笼式异步电动机直接起动(squirrel-cage machine) 将定子三相绕组直接接在三相电源上起动，称直接起动将定子三相绕组直接接在三相电源上起动，称直接起动。一般。一般7.5kW7.5kW以下的小容量鼠笼异步电动机都可以直接以下的小容量鼠笼异步电动机都可以直接起动。如果变压器容量足够大，直接起动的容量还可相起动。如果变压器容量足够大，直接起动的容量还可相应增大，一般按经验公式核定：应增大，一般按经验公式核定

42、： 式中式中k kI I为起动电流倍数；为起动电流倍数；I Istst为电动机的起动电流（为电动机的起动电流（A A）；I IN N为电动机的额定电流（为电动机的额定电流（A A）；）；S SN N为电源变压器总容量为电源变压器总容量；P PN N为电动机的额定功率。为电动机的额定功率。()344()stNINNISkVAkIP kW任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修QSFRM3KM2KM11FUL1L2L3N2FUSB1SB2KM1KM2SB3KM2KM1FRKM1KM2 鼠笼式三相异步电动机正反转直接起动接线图鼠笼

43、式三相异步电动机正反转直接起动接线图任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 起动电流大，对电机本身无太大影响（因为是短时的，起动电流大，对电机本身无太大影响（因为是短时的，且现代设计的鼠笼电机都按直接起动电磁力和发热来考虑机且现代设计的鼠笼电机都按直接起动电磁力和发热来考虑机械强度和热稳定的）主要对电网有影响，如果电源容量较大械强度和热稳定的）主要对电网有影响，如果电源容量较大，可以直接起动。一般，可以直接起动。一般7.57.5千瓦以下容量电动机可以直接起动千瓦以下容量电动机可以直接起动。注意注意：容量大小不是绝对的，如果

44、电网容量大，就可以允容量大小不是绝对的，如果电网容量大，就可以允许容量再大些的电机直接起动。只要直接起动时起动电流在许容量再大些的电机直接起动。只要直接起动时起动电流在电网中引起电压降不超过电网额定电压的（电网中引起电压降不超过电网额定电压的（10101515）% % 就允就允许直接起动。许直接起动。stNstRUI 任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修二、二、 减压起动减压起动(voltage reducing starting) 1电阻减压或电抗减压起动电阻减压或电抗减压起动 笼型异步电动笼型异步电动机电阻减压起机电

45、阻减压起动的原理图动的原理图笼型异步电动笼型异步电动机电抗减压起机电抗减压起动的原理图动的原理图任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修2自耦补偿起动自耦补偿起动 自耦变压器自耦变压器的减压原理的减压原理图图异步电动机自耦异步电动机自耦补偿起动的原理补偿起动的原理线路图线路图21xUNUNxxstIUIU21xstININ121xININ所以所以2121stININ通过自耦变压器，从电通过自耦变压器，从电网吸取的电流降低为网吸取的电流降低为222111xstNNIIINNqqqq任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机

46、的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修3星形一三角形（星形一三角形（Y）起动）起动(star-delta starting) 在起动时，先将三相定子绕在起动时，先将三相定子绕组联结成星形，待转速接近稳组联结成星形，待转速接近稳定时再改联结成三角形。这样，定时再改联结成三角形。这样，起动时联结成星形的定子绕组起动时联结成星形的定子绕组电压与电流都只有三角形联结电压与电流都只有三角形联结时的时的 ，由于三角形联结时，由于三角形联结时绕组内的电流是线路电流绕组内的电流是线路电流的的 ，而星形联结时两者则，而星形联结时两者则是相等的。因此，联结成星形是相等的。因此，联结成星形

47、起动时的线路电流只有联结成起动时的线路电流只有联结成三角形直接起动时线路电流的三角形直接起动时线路电流的1/3 。 3/13/1笼型异步电动机星笼型异步电动机星形三角形起动的原形三角形起动的原理线路图理线路图任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修 ZUIllY3，3ZUIll设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为z31llYII任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修PPUU31Y 起动时，起动电流减小的同时，起动转矩也减起动时，起动电流减小的同时，起动转

48、矩也减小了。小了。StstYTT31所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合。所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合。任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修绕线转子异步电动机绕线转子异步电动机(wound asynchronous machine)的启动的启动1.转子串联电阻起动转子串联电阻起动 为了有较大的起动转矩、使起动为了有较大的起动转矩、使起动过程平滑，应在转子回路中串入多级过程平滑，应在转子回路中串入多级对称电阻，并随着转速的升高，逐渐对称电阻，并随着转速的升高，逐渐切除起动电阻。切除起动电阻。 在转子回路中串联适

49、当的电阻在转子回路中串联适当的电阻, ,既能限制起动电流，又能增大起动转既能限制起动电流，又能增大起动转矩。矩。2r2R2cr1cr3c23rrR1R3R3cr2c3c22rrrR1c2c3c23rrrrR任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修起动过程起动过程 ： 电动机由电动机由a a点开始起动，经点开始起动，经bcdef ghbcdef gh，完，完成起动过程。成起动过程。jh2r2R1R3R131R2任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修实操实操

50、 三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动DJ16三相鼠笼式异步电动机DJ17三相绕线式异步电动机DJ23校正直流测功机MEC21直流数字电压、毫安、安培表MEC22真有效值交流电流表MEC23真有效值交流电压表MEC25智能型转矩、转速、输出功率测试仪MEC31直流电枢电源及开关组件MEC41可调电阻器（一）MEC42可调电阻器（二）实操设备：实操设备：三相异步电动机直接起动的接线：三相异步电动机直接起动的接线：项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动（1 1）检查按图的

51、接线是否正确，交流电压、电流表及三相鼠笼式异步电动机）检查按图的接线是否正确，交流电压、电流表及三相鼠笼式异步电动机接法是否正确。确认接法是否正确。确认MEC01MEC01电源总开关处于断开状态，将控制屏左侧的三相调电源总开关处于断开状态，将控制屏左侧的三相调压器逆时针方向旋转到底，做好三相异步电动机压器逆时针方向旋转到底，做好三相异步电动机M M的起动准备。的起动准备。（2 2）开启控制屏上的电源总开关，按下）开启控制屏上的电源总开关，按下“启动启动”按钮，顺时针调节控制屏左按钮，顺时针调节控制屏左侧的三相调压器升高三相交流输出电压（用侧的三相调压器升高三相交流输出电压（用V V表观察），使

52、三相交流输出电压表观察），使三相交流输出电压U=UU=UN N=220V=220V。M M起动后观转向是否为正向施转，若为反向旋转，则先将控制屏左起动后观转向是否为正向施转，若为反向旋转，则先将控制屏左侧三相调压器逆时针调到底，切断总电源开关，再将三相异步电动机侧三相调压器逆时针调到底，切断总电源开关，再将三相异步电动机M M任意两任意两相绕组的接线对调，重新启动三相异步电动机相绕组的接线对调，重新启动三相异步电动机M M。（3 3）再按下）再按下“停止停止”按钮，断开三相交流电源，待电动机按钮，断开三相交流电源，待电动机M M停止旋转后，按下停止旋转后，按下“启动启动”按钮，接通三相交流电源

53、，使电动机按钮，接通三相交流电源，使电动机M M全压起动，观察电动机全压起动，观察电动机M M的起动的起动瞬间最大的电流值瞬间最大的电流值I IStSt，记录该起动电流数值，记录该起动电流数值I IStSt。（4 4）停机，将控制屏左侧的调压器逆时针旋转到底，按下控制屏上方的）停机，将控制屏左侧的调压器逆时针旋转到底，按下控制屏上方的“停停止止”按钮，使电动机停机，拆除接线。按钮，使电动机停机，拆除接线。 实操过程：实操过程：项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动三相异步电动机三相异步电动机Y-起动的接线和起动的接线和Y-

54、起动起动12按图接线。图中三相异步电动机按图接线。图中三相异步电动机M M选用选用DJ16DJ16；交流电压表；交流电压表V V选用选用MEC23MEC23；交流电流；交流电流表表A A选用选用MEC22MEC22；开亲；开亲S S选用选用MEC31MEC31；电动机；电动机M M不与测功机不与测功机MGMG联接。联接。（1 1）将转换开关）将转换开关S S合向中间位置（不接合向中间位置（不接1 1或或2 2端），按下端），按下“启动启动”按钮，顺时针调节控按钮，顺时针调节控制屏左侧的三相调压器升高三相交流输出电压（用制屏左侧的三相调压器升高三相交流输出电压（用V V表观察），使三相交流输出电

55、压表观察），使三相交流输出电压U=UU=UN N=220V=220V。（2 2）将转换开关）将转换开关S S合向合向“2 2”端（不接端（不接1 1或或2 2端），电动机端），电动机M M作作Y Y运行，按下运行，按下“启动启动”按钮，按钮，观察电动机观察电动机M M的起动瞬间最大的电流值，然后把转换开关的起动瞬间最大的电流值，然后把转换开关S S合向合向“1 1”端，使电动机端，使电动机M M作作正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间电流表的显示值以与其它起动方法作定性比较。性比较。（3 3）停机，将控制屏左侧的调压

56、器逆时针旋转到底，按下控制屏上方的）停机，将控制屏左侧的调压器逆时针旋转到底，按下控制屏上方的“停止停止”按钮，使电动机停机，拆除接线。按钮，使电动机停机，拆除接线。 项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修（三)三相异步电动机的调速(adjusting speed)得到异步电动机调速方法得到异步电动机调速方法异步电机异步电机变极调速变极调速(pole-changing(pole-changing adjustingadjusting speed)speed)鼠笼电机鼠笼电机变转差率变转差率 (slippage)s 调速调速变频调速变频调速(variable frequenc

57、y speed regulation)由异步电动机转速的表达式由异步电动机转速的表达式) s1 (pf60) s1 (nn11任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修一一. .降低电源电压调速降低电源电压调速(voltage reducing adjusting speed) 改变异步电动改变异步电动机定子电压的机定子电压的人为机械特性人为机械特性ABCAnBnCn1n任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动项目项目3 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的

58、拖动实操实操 三相异步电动机降压调速的接线及降压调速三相异步电动机降压调速的接线及降压调速按图接线。图中三相异步电动机按图接线。图中三相异步电动机M M选用选用DJ16DJ16，接法；交流电压表接法；交流电压表V V选用选用MEC23MEC23；交流电流表；交流电流表A A选用选用MEC22MEC22；开亲；开亲S S选用选用MEC31MEC31；RERE旋转编码器（测速系旋转编码器（测速系统）选用统）选用DD03-11DD03-11；将；将M M、RERE之间用橡胶直接联接好并用偏心螺丝固定在之间用橡胶直接联接好并用偏心螺丝固定在DD03-11DD03-11上。上。（1 1）按）按“三相异步

59、电动机的启动步骤三相异步电动机的启动步骤”启动电机。启动电机。（2 2）从）从U U1 1=U=UN N=220V=220V开始逐次减小降低交流输出电压，直至电动机开始逐次减小降低交流输出电压，直至电动机M M的转速的转速n n降低至降低至0r/min0r/min（注意，当电动机转速开始明显降低时，调压器要缓缓调节），（注意，当电动机转速开始明显降低时，调压器要缓缓调节），在这一过程中测取电动机在这一过程中测取电动机M M的输入电压的输入电压U1U1（用（用V V表读数）、输出转速表读数）、输出转速n n。共取。共取数据数据6-86-8组，记录于表组，记录于表3-253-25中。中。项目项目3

60、 3、交流电机的拆装与维修、交流电机的拆装与维修任务任务4 三相异步电动机的拖动三相异步电动机的拖动实操实操 三相绕线异步电动机转子串电阻调速的接线及转子串电阻调速三相绕线异步电动机转子串电阻调速的接线及转子串电阻调速ABC图中三相绕线式异步电动机图中三相绕线式异步电动机M M选用选用DJ17DJ17，其额定值，其额定值P PN N120W120W，U UN N220V220V、Y Y接法，接法，I IN N0.6A0.6A，n nN N1380r/min1380r/min；校正直流测功机校正直流测功机MGMG选用选用DJ23DJ23，作为测功机使用，校正直流测功机，作为测功机使用，校正直流测